SU756203A1 - Способ дистанционных измерений смещений земной поверхности i - Google Patents

Description

Изобретение относится к геодезическим измерениям и может быть использовано в горной промышленности для замеров смещений земной поверхности при подработке ее горными выработками.

Известен способ дистанционных измере- ₅ ний смещений земной поверхности с помощью оптического ординатометра, служащий для измерения ординат реперов по профильным линиям [1].

Недостаток способа заключается в том, щ что с его помощью можно производить только поперечные замеры смещений реперов в одной плоскости.

Известен способ дистанционных измерений деформаций земной поверхности, заключающийся в том, что на земной поверхности ¹⁵ закладывают реперы, представляющие стойки с отверстиями для проволок и укосинами из углового железа. Реперы соединяют проволоками с наблюдательной станцией (являющейся базисным неподвижным репером), состоящей из штоков с грузами, вмонтированных в раму, способных перемещаться в вертикальном направлении. При появлении разрывной трещины расстояние между

2

репером и наблюдательной станцией изменяется, что сопровождается перемещением штоков. Величину перемещения находят дистанционно с помощью зрительной трубы теодолита, устанавливаемого на одном и том же пункте наблюдений. При каждом наблюдении измеряют температуру воздуха с точностью до 1°С для введения поправки в показания системы. По величине перемещения штока судят о наличии разрывных трещин на земной поверхности С2Ц.

Однако способ позволяет измерять только продольные смещения в одной плоскости, кроме того не могут быть зафиксированы небольшие смещения в вертикальном направлении и любые смещения, направленные по радиусу, являющемуся расстоянием от наблюдательной станции до репера; а также при значительном натяжении и большой длине проволоки возможно ее вытягивание, а при недостаточном натяжении — провес. Эти факторы могут вызвать искажения результатов замеров.

Целью изобретения является возможность измерений смещения реперов в трех

плоскостях и повышение точности измерений.

756203

3

Поставленная цель достигается тем, что, заложив на земной поверхности базисные реперы, а между ними рабочие, на каждом рабочем репере закрепляют планшет с делениями, снабженный предохранительным устройством от загрязнения и способный сохранять ориентировку постоянной в течение всего периода наблюдений. На двух базисных реперах помещают лазерные установки или источники света, способные давать тонкие лучи. С базисных реперов каждой профильной линии направляют лучи света на один из планшетов так, чтобы они падали, не совпадая в одной точке и не пересекаясь, на ближайшую половину планшета относительно того базисного репера, с которого направлен луч, измеряют углы наклона лучей к горизонту и берут исходные отсчеты на планшете с помощью зрительной трубы теодолита и наклонного зеркала, перемещаемого вдоль троса, натянутого между базисными реперами. Углы наклона луча к горизонту остаются неизменными в течение всего периода наблюдений. Земная поверхность, смещаясь в результате ее подработки горными работами, влечет за собой смещение рабочего репера и закрепленного на нем планшета, на котором были взяты исходные отсчеты. После этого берут последующие отсчеты аналогично исходным, по тому же планшету, по которому были взяты исходные данные.

Получив исходные и последующие отсчеты, приступают к построению схемы в масштабе. По разности исходных отсчетов на планшете находят длину отрезка между лучами. Графически строят этот отрезок с нанесением на него делений, соответствующих делениям планшета. Через концы отрезка проводят линии под углами наклона,, соответствующими углам наклона к горизонту. На этом исходном отрезке с делениями откладывают аналогичный отрезок, зафиксированный на планшете, после смещения рабочего репера. Отрезок, полученный после смещения репера, располагают горизонтально так, чтобы концы его находились на наклонных линиях, затем проектируют эти концы на исходный отрезок и берут отсчеты концов спроектированного отрезка. Из разности концов смещенного и спроектированного отрезков находят величину горизонтального смещения в створе реперов. По разности соответствующих концов исходного и проектированного отрезков с учетом угла наклона луча к горизонту (линии наклона) находят вертикальное смещение. Горизонтальное смещение в направлении,перпендикулярном найденному, находят по разности отсчетов между последующими и предыдущими замерами.

На фиг. 1 схематически изображена наблюдательная станция; на фиг. 2 — схема определения смещений по трем составляющим.

4

В основу способа заложены следующие особенности перемещений световых изображений: при вертикальном смещении, отсчеты отсекаемые лучами, сближаются, если оно произошло вниз, и расходятся, если смещение направлено вверх, т. е. отрезок, отсекаемый двумя лучами, соответственно уменьшается и увеличивается, а при смещении репера в горизонтальном положении величина отрезка, отсекаемого лучами, не изменится.

Предположим, что лучи I и II отсекают на планшете III отрезок АВ (фцг. 1). Допустим , что отсчеты концов этого исходного отрезка равны соответственно 2 и 160 мм, т. е. отрезок градуирован соответственно планшету (фиг. 2). Далее предположим, что после смещения репера в вертикальном и горизонтальном продольном направления^ лучи света отсекли на планшете отрезок С£) с отсчетами концов его соответственно 45 и 116 мм (фиг, 2). Тогда длина отрезка СД = 116 — 45 = 71 мм. Далее, совмещают концы полученного отрезка СО в горизонтальном положении с лучами 1 и II (отрезок С ιθ ι) и берут отсчеты его концов С , и 2)ί на отрезке АВ. Из фиг. 2 видно, что С\ = 28 мм, а 1)} = 99 мм.

Находят величину горизонтального смещения как разность отсчетов точек С и С, .

45 — 28 = 17 мм.

Проекция вертикального смещения равна

АС\ = АС —С^ С = 43— 17 = 26мм. При <β = 66° истиная величина вертикального смещения составит:

Ь = АС', = 26 -2,246 = 58,4 мм.

Использование предлагаемого способа повышает полноту измерений (в одной, двух и трех плоскостях) за счет проведения их по трем составляющим, а также точность измерений за счет установления промежуточных связей (проволок) между репером и замерной станцией. Замена прибора источником света постоянного направления повышает точность замеров за счет исключения инструментальных ошибок.

Трос в способе не является источником погрешностей, так как он не связан с рабочими реперами, а служит только для перемещения зеркала.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ дистанционных измерений смещений земной поверхности, включающий закрепление на ней реперов, натяжение троса между реперами и взятие отсчетов с помощью зрительной трубы теодолита, отличающийся тем, что, с целью проведения замеров смещений в трех плоскостях и повышения точности измерений, на каждом рабочем репере закрепляют планшет с делениями, со756203

   6

   храняющий ориентировку постоянной в течение всего периода наблюдений, а на базисных реперах устанавливают лазерные установки, с базисных реперов каждой профильной линии направляют лучи света на один из планшетов так, чтобы они попадали на ₅ ближайшую половину планшета относительно базисного репера, с которого направлен луч, измеряют углы наклона лучей к горизонту и берут исходные отсчеты на планшете с помощью зрительной трубы теодолита и наклонного зеркала, перемещаемого вдоль М троса, натянутого между базисными реперами, после смещения земной поверхности

   берут последующие отсчеты аналогично исходным, затем по разности исходных и последующих отсчетов графически находят смещение по трем составляющим.